Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Марта 2011 в 07:38, курсовая работа
Заполнители составляют в бетоне до 80% объема и, следовательно, позволяют резко сократить расход цемента или других вяжущих, являющихся наиболее дорогой составной частью бетона. Цементный камень при твердении претерпевает объемные деформации. Усадка его достигает 2 мм/м. Заполнитель создает в бетоне жесткий скелет, воспринимает усадочные напряжения и уменьшает усадку обычного бетона
Введение
Заполнители - природные или искусственные материалы, определенного зернового состава, которые в рационально составленной смеси с вяжущим веществом и водой образуют бетон.
Заполнители составляют в бетоне до 80% объема и, следовательно, позволяют резко сократить расход цемента или других вяжущих, являющихся наиболее дорогой составной частью бетона. Цементный камень при твердении претерпевает объемные деформации. Усадка его достигает 2 мм/м. Заполнитель создает в бетоне жесткий скелет, воспринимает усадочные напряжения и уменьшает усадку обычного бетона. Легкие пористые заполнители уменьшают плотность бетона и его теплопроводность, делают возможным применение такого бетона в ограждающих конструкциях, для теплоизоляции. Специальные особо тяжелые и гидратные заполнители делают бетон надежной защитой от проникающей радиации.
Таблица
1
Классификация заполнителей
Происхождение | Вид, крупность, характер формы зерен | Способ производства (обработки) |
Плотные (плотность зерен >2,0 г/см3) | ||
Природные |
|
Дробление
и сортировка горных скальных
пород
Сортировка гравийно-песчаной смеси То же, и дробление
Гидромеханизированная или Дробление сортировка, промывка и обезвоживание |
Из попутно добываемых пород и отходов обогащения (природные) | Щебень и песок | Дробление и сортировка |
Из отходов промышленности | Щебень из доменного шлака | То же |
Пористые (плотность зерен<2,0 г/см3 ) | ||
А.
Неорганические
Природные |
Щебень и песок из пористых горных пород (вулканического, осадочного происхождения) |
Дробление сортировка |
Из отходов промышленности |
|
То же Необработанные |
Искусственные (специально приготовленные) |
|
Обжиг
со вспучиванием Подготовка шихты плавлением, быстрым охлаждением и помолом Обжиг без вспучивания
Спекание при обжиге Гидрационное твердение гранул из подготовленной смеси золы и вяжущего Поризация расплава шлаков и охлаждение
Вспучивание при обжиге |
Б.
Органические
Отходы заготовки и переработки древесины |
Куски, частицы дерева, опилки, стружка, древесные волокна |
Измельчение, сортировка |
От
переработки |
Стебли хлопчатника, камыша, тростника, костра лубяных культур (льна, конопли) и др. | |
От переработки в промышленности | Частицы пластиков, резины и др. |
/2/
Некоторые глины при обжиге вспучиваются. Это явление использовано для получения из глин пористого материала – керамзита. По внешнему виду керамзит напоминает гравий, то есть представляет собой гранулы преимущественно округлой или овальной формы различного размера, поэтому часто его называют керамзитовый гравий. И получают керамзит главным образом в виде керамзитового гравия. Структура пористая, ячеистая. На поверхности его часто имеется более плотная корочка. Цвет керамзитового гравия обычно темно-бурый, в изломе – почти черный.
Процесс
изготовления керамзита состоит
из следующих основных операций: добычи
глинистого сырья, его складирования
и доставки к месту производства;
переработки сырья и
В технологическом процессе
Вспучивание
глины при обжиге связано с
двумя процессами: газовыделением и
переходом глины в
Оптимальным считается ступенчатый режим термообработки по С. П. Онацкому: с постепенным нагревом сырцовых гранул до 200 – 600 0С (в зависимости от особенности сырья) и последующим быстрым нагревом до температура вспучивания (примерно 1200 0С).
Обжиг осуществляется во вращающихся печах представляющих собой цилиндрические металлические барабаны диаметром до 2,5 – 5 м и длиной до 40 – 75 м, футерованные изнутри огнеупорным кирпичом. Печи устанавливаются с уклоном примерно 3 % и медленно вращаются вокруг своей оси. Благодаря этому сырцовые гранулы, подаваемые в верхний конец печи, при ее вращении постепенно передвигаются к другому концу барабана, где установлена форсунка для сжигания газообразного или жидкого топлива. Таким образом, вращающаяся печь работает по принципу противотока: сырцовые гранулы перемещаются навстречу потоку горячих газов, подогреваются и, наконец, попав в зону непосредственного воздействия огненного факела форсунки, вспучиваются. Среднее время пребывания гранул в печи – примерно 45 мин.
В зависимости от режима обработки глины можно получить керамзит различной насыпной плотности (объемным весом) - от 200 до 400 кг/ м3 и выше. Чем ниже плотность вещества, тем он более пористый, а значит, обладает более высокими теплоизоляционными свойствами. Но тем сложнее при производстве получить необходимую прочность. Материал также характеризуется величиной керамзитовых гранул, которая колеблется от 2 до 40 мм, и в зависимости от их размера подразделяется на фракции, например 5-10 мм или 10-20 мм. Основываясь на размерах, продукцию делят на керамзитовые гравий, щебень и песок.
Гравий - это частицы округлой формы диаметром 5 - 40 мм, получаемые вспучиванием легкоплавких глин. Он морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных примесей. Керамзитовый щебень - это наполнитель произвольной формы (преимущественно угловатой) с размерами частиц 5 - 40 мм. Он получается путем дробления кусков вспученной массы керамзита. Керамзитовый песок - наполнитель с размерами частиц 0,1 - 5 мм. Его получают при обжиге глинистой мелочи во вращающихся или шахтных печах, отсевом из общей массы или путем дробления более крупных кусков керамзита.
Анализ
теплоизоляционных и
Необходимо
особенно отметить такое важное свойство
керамзита как экологическая
чистота материала. Ведь состав керамзита
- это только глина и ничего более.
Таким образом, керамзит - абсолютно
безопасный, природный материал, сродни
керамике. Отличие керамзита лишь
в том, что при быстром обжиге
глина вспучивается. Полученный таким
образом гравий не горит, не тонет
в воде, не слеживается, не подвержен
гниению и обладает теплоизоляционными
свойствами. На него, как и на любой
глиняный сосуд не воздействует время.
И в тоже время этот материал безопасен
для человека и природы. /2/
Фракция заполнителя, мм. |
Содержание фракции по объему |
Марка по насыпной средней плотности, кг/м3 |
0 – 5 |
10 |
700 |
5 – 10 |
40 |
650 |
10 – 20 |
40 |
600 |
20 – 40 |
10 |
550 |
/4/
Технические требования
Искусственные пористые гравий, щебень и песок (далее гравий, щебень и песок) следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.
Гравий и щебень изготовляют следующих основных фракций:
от 5 до 10;
от 10 до 20;
от 20 до 40 мм.
По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление гравия и щебня от 2,5 до 10 мм и смеси фракций от 5 до 20 мм и для теплоизоляционных засыпок - от 5 до 40 мм.
Зерновой состав гравия и щебня каждой фракции должен соответствовать указанному в таблице 3.
Зерновой
состав
Диаметр отверстия контрольного сита, мм | D | D | 2D |
Полный остаток на сите, %, по массе | От 85 до 100 | До 10 | Не допускается |
Примечание.
D, d - соответственно наибольший и наименьший
номинальные диаметры контрольных сит.
В гравии и щебне фракции от 2,5 до 10 мм и смеси фракций от 5 до 20 мм содержание зерен размером от 5 до 10 мм должно быть от 25 до 50% по массе.
Предельные значения марок по насыпной плотности для различных видов пористых гравия, щебня и песка должны соответствовать данным, приведенным в таблице 4. При этом фактическая марка по насыпной плотности не должна превышать максимального значения, а минимальные значения приведены в качестве справочных.
Предельные
значения марок по насыпной плотности
Наименование материала | Марки материала по насыпной плотности | |
минимальная | максимальная | |
Гравий и щебень керамзитовый | 250 | 700 |
Примечание. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем для приготовления конструкционных легких бетонов классов В20 и выше изготовление керамзитового гравия и щебня марок 700 и 800.
В зависимости
от прочности, определяемой испытанием
в цилиндре, гравий и щебень подразделяют
на марки по прочности, приведенные
в таблице 5.
Марки
керамзита по прочности
Марки
по
прочности |
Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа |
керамзитового
и
шунгизитового гравия | |
П100 | >>2,0>>2,5 |
П125 | >>2,5>>3,3 |
П150 | >>3,3>>4,5 |